일본산업뉴스요약

무게∙경도 등 다채로운 계측이 가능
나고야대학, 소형 하중 센서 개발

나고야대학 공학연구과의 아라이(新井) 교수, 무로사키(室崎) 교수는 안약 한 방울부터 사람의 체중까지 폭 넓은 범위의 무게를 계측할 수 있는 소형 하중 센서를 개발했다. 단결정만으로 수정 진동자를 만들었다. 어디에라도 장착 가능하며, 무게 및 경도, 압력, 기압 등 다채로운 계측이 가능하다. 로봇을 비롯해 다양한 사물에 탑재하여 언제나 계측 가능하다. 기업과 연계를 도모해 2018년 실용화를 목표로 한다.

센서의 주요 부분인 소자의 크기는 2mm각이다. 최소가 분해능 0.3mN으로 무게 약 0.04g을 계측 가능하고, 최대가 분해능 600mN으로 무게 61.18kh을 계측 가능하다. 일반적인 가중 센서와 비교해 1,000배의 계측 폭을 가진다. 이론적으로는 생쥐의 체중인 약 30g과 지하철 1개량의 약 30톤을 같은 센서로 동시에 계측할 수 있다.

진동자를 지지하는 부분을 수정 단결정으로 하는 등 접합 부분의 구조를 연구해 축에 대한 온도변화의 영향을 억제했다. 1℃의 온도변화로 받는 영향은 1mN(0.1g)이다.

사람과 접촉하는 로봇에 탑재한다면 제어와 안전성 확보에 필요한 정보를 적은 센서로 얻을 수 있게 된다. 또한 방석에 탑재하여 앉은 사람의 데이터를 분석하면, 사람의 체중, 호흡, 맥박의 정보를 언제나 추출 가능하다. “피계측자가 어떤 것도 입거나 의식하지 않는다.”(아라이 교수)는 상태로 건강정보를 파악할 수 있게 된다.

향후 수정 진동자 제조사와의 연계를 목표로 한다. 현재 제작비는 1개 당 약 1,000엔이다. 양산 시에는 1개 당 수 십 엔으로 낮추고 싶다고 한다.

아라이 교수는 광전기전자공학회(IEEE) 회원이다. 미세전자기계시스템(MEMS)와 로봇 기술을 사용해 세포 등 미세한 사물을 제어하는 연구를 계속하고 있다.

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